簡述大氣層的分層以及各分層的特點

我們都聽過一句話:天有多高,地有多厚?其實這個天高就是大氣層的上限 。航空火箭曾在3000公里高空發現有稀薄大氣 , 而有人認為,大氣層的上界可能延伸到離地面6400公里左右 。
據科學家估算,大氣質量約6000萬億噸 , 差不多占地球總質量的百萬分之一,其中包括:氮78%、氧21%、稀有氣體0.93%、二氧化碳0.03%,此外還有水汽和塵埃等氣溶膠及大粒度懸浮顆粒 。由于地磁場的保護作用,使得大氣層在太陽風及宇宙高能射線流的刮蝕作用下得以保存 。

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一、大氣層的五大分層
大氣層,大氣層,顧名思義那就肯定是有層級之分的 , 那么大氣層的分層各叫什么、有什么樣的特點呢?
1、對流層
對流層是接近地球表面的一層大氣層,空氣的移動是以上升氣流和下降氣流為主的對流運動,叫做“對流層” 。其厚度大約為10至20千米,它的厚度不一 , 其厚度在地球兩極上空為8公里,在赤道上空為17公里,是大氣中最稠密的一層,總質量占大氣層的四分之三還要多大氣中的水汽幾乎都集中于此,刮風、下雨、降雪等天氣現象都是發生在對流層內 。
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這一層的氣溫隨高度的增加而降低,大約每升高1000米,溫度下降5~ 6°C 。動、植物的生存,人類的絕大部分活動,也在這一層內 。因為這一層的空氣對流(空氣受熱不均,受熱的空氣膨脹上升 , 受冷的空氣下沉而形成的空氣流動現象,比如起風)很明顯,故稱對流層 。
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2、平流層
對流層上面是平流層 , 直到高于海平面50公里這一層,氣流主要表現為水平方向運動,對流現象減弱 , 這一大氣層叫做“平流層”,又稱“同溫層” 。這里基本上沒有水汽,晴朗無云,很少發生天氣變化,適于飛機航行 。在20 ~ 30公里高處,氧分子在紫外線作用下,形成臭氧層 , 像一道屏障保護著地球上的生物免受太陽紫外線及高能粒子的襲擊 。因為在同溫層內部的臭氧層有吸收太陽輻射的功能,在此層的氣溫會隨高度增加 。
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3、中間層
【簡述大氣層的分層以及各分層的特點】又稱“中層” 。是平流層以上,到離地球表面85公里的大氣層 。此層主要成分有臭氧、氧、二氧化碳、氮的氧化物,這些部分是由光化學作用引起之產物 , 故又稱:光化層 。
該層內因臭氧含量低,同時,能被氮、氧等直接吸收的太陽短波輻射(可理解為太陽光的熱量)已經大部分被上層大氣所吸收,所以溫度垂直遞減率很大(即溫度隨高度的下降快速下降),溫度隨高度上升而下降,大約在80千米左右達到最低點,約為-90℃ 。對流運動強盛 。中間層頂附近的溫度約為190度,空氣分子吸收太陽紫外輻射后可發生電離,在該層的60-90公里高度上 , 有一個只有在白天出現的電離層,習慣上稱為電離層的D層,有時在高緯度地區夏季黃昏時有夜光云出現 。
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夜光云
人們一般把飛行高度達到80—100千米的飛行器 , 看成是不依靠大氣飛行的航天器 。按照美國航空航天局規定:飛行高度超過80千米的飛行員即可稱為宇航員 。
4、熱層
中間層以上,到離地球表面500公里,叫做“熱層” ??諝鈽O稀薄,而離子特別多 。該層的下部溫度隨高度的變化很?。喜康奈露人娓叨鵲謀浠?。之所以叫熱層,是因為這層中的空氣分子和離子直接吸收太陽紫外輻射能量,因而運動速度很快,和高溫氣體一樣 。這里空氣極其稀?。?盡管熱層頂的氣溫可達1000℃(太陽比較寧靜時)~2000℃(太陽活動劇烈時),但實際上卻根本不會感到熱 。
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在熱層和中間層內,經常會出現許多有趣的天文現象,如極光、流星等 , 人類還借助于熱層,實現短波無線電通信,使遠隔重洋的人們相互溝通信息,因為熱層的大氣因受太陽輻射,溫度較高,氣體分子或原子大量電離,復合機率又少,形成電離層,能導電,反射無線電短波 。
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極光
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電離層對通訊的作用示意圖
電離層是地球大氣的一個電離區域 。60千米以上的整個地球大氣層都處于部分電離或完全電離的狀態 , 電離層是部分電離的大氣區域,完全電離的大氣區域稱“磁層” 。也有人把整個電離的大氣稱為電離層,這樣就把磁層看作電離層的一部分 。大約距地球表面100至800千米 。最突出的特征是當太陽光照射時,太陽光中的紫外線被該層中的氧原子大量吸收 , 因此溫度升高,故又稱“暖層” 。
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5、外層
又名“散逸層”,熱層頂以上是外大氣層,延伸至距地球表面1000公里處 , 這一層頂也就是地球大氣層的頂 。在這里地球的引力很?。?大氣已極其稀?。?其密度為海平面處的一億億分之一,氣體分子互相碰撞的機會很小,因此空氣分子就像一顆顆微小的導彈一樣高速地飛來飛去,一旦向上飛去 , 就會進入碰撞機會極小的區域,最后它將告別地球進入星際空間 , 所以外大氣層被稱為逃逸層 。這一層溫度極高,可達幾千度,但近于等溫(相同的溫度) 。這里的空氣也處于高度電離狀態 。人類大部分的航天活動都是在逃逸層之內(或之外)進行的 。
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二、大氣層的作用
1.維護水圈的循環
地球上一切生物物種都必需要依托水才能生存,大氣層浸透著地球每天陽光蒸發的氣態水,并能以下雨或下雪和早上大霧的方式回歸到地球上 , 能確保地球水圈的循環 , 能完成生物圈及時補充水分,有利于生物圈的良性生活 。
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水圈循環
2.維持地表氧氣不擴散
在大氣層圍封的作用下,氧氣不會散出到外層空間,保持氧氣在地球表層,有助于生物圈供氧生活 。
3.對太陽熱輻射起阻擋作用
太陽光的紫外線熱輻射非常猛烈,大氣層能對其起阻擋作用,能將陽光紫外線輻射降低到地球生物圈生活可適應的范圍,有利于地球生物圈的良性生長 。
4.使地球保持適宜溫度(涉及到大氣的受熱過程知識點)
大氣層在白天削弱太陽輻射,保持適宜溫度 。晚上通過反射地表輻射,起到保溫作用 。
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大氣受熱過程
5.對地表環境的保護作用
根據地理學家鑒測表明,大氣層每天會有約36千噸來自太空的物質進入,通常都是些小石塊、中石塊和大石塊的狀況,但還間歇會有巨石塊或小行星進入的狀況發作,當巨石塊或小行星進入時,假如沒有大氣層對其發生摩擦別離變少的作用,而間接撞到地球地表上,將會毀壞地表生活環境 。
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